Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Комплектование средств вычислительной техники позволяет создавать широкую номенклатуру высокопроизводительных систем обработки информации и рассматривается как одно из перспективных направлений развития вычислительной техники. Одним из представителей таких систем являются локальные вычислительные сети (ЛВС).
Из среды ЛВС можно выделить класс сетей, которые принято называть ЛВС персональных ЭВМ ЛВС (ПЭВМ).
В настоящее время сети ПЭВМ получили широкое распространение, это связано с тем. что такие системы оказались очень эффективными и позволили решить ряд новых задач в области распределенного управления и. прежде всего, в организационных системах промышленного производства, при автоматизации научных исследований и разработок, в области образования и т.д. Как правило, они входят в состав соответствующих автоматизированных систем управления (АСУ) энергетических и машиностроительных предприятий, для решения задач различных уровней и назначений.
Сети ПЭВМ позволяют коллективно использовать дорогостоящее оборудование, представлять новые виды сервиса пользователю (такие как электронная почта, удаленная печать), и.т.д.
Конфигурирование ЛВС ПЭВМ специфицирует конфигурацию ЛВС, под которой будем понимать пространственно размещенный комплекс программно-аппаратных средств (КПАС), включая трассировку кабельной сети связи, удовлетворяющую требованиям пользователя и ограничениям окружающей среды.
Однако, результаты исследований, выполненных ранее, для конфигурирования вычислительных систем, не могут быть прямо перенесены на данную задачу. В настоящее время задача решается в зсновном с помощью опыта предметчика-специалиста. Однако, пользователь не может задавать исходные требования к построению ЛВС 1ЭВМ в виде, пригодном для существующих формальных моделей. Для шформации. задаваемой пользователем, характерна неполнота ис-содных данных и достаточно большая размерность исходных требова-гай, ограничений и т.д.
В то же время, недостаточно обоснованный проект ЛВС может, іатем в процессе эксплуатации, вызвать перегрузки ее отдельных ілементов, привести к неэффективному использованию её ресурсов.
- 4 -неоправданному увеличению стоимости или даже к неспособности выполнять требуемые функции. Цена, которую не так уж редко приходится платить за это, - частичный или даже полный провал разработки или необходимость дорогостоящей и затягивающей сроки внедрения модификации системы, а также перекладывание груза неэффективности системы на плечи пользователей.
Важной особенностью является наличие не одного а нескольких критериев, определяющих эффективность функционирования сети.
В связи с этим становится актуальной задача разработки моделей, методов и инструментальных средств, конфигурирования сетей данного класса,позволяющих обеспечить однозначность, полноту и внутреннюю согласованность параметров конфигурируемой сети по отношению к требованиям пользователя и ограничениям окружающей среды. Однозначность позволит исключить множественность произвольных трактовок путей конфигурирования сети проектировщиком. Полнота описания сети состоит в том, что в ней должны быть отражены все функции ЛВС, в их полном объеме.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью диссертационной работы является разработка комплексной модели, представляющей собой комплекс моделей, методов и инструментальных средств конфигурирования ЛВС ПЭВМ, позволяющих создать эффективную систему хранения, обработки и передачи информации для АСУ энергетическими и машиностроительными предприятиями.
Этой цели соответствуют следующие основные задачи:
разработка методов перехода от неформализованного описания предметных задач пользователя к формализованной модели разработки архитектуры ЛВС ПЭВМ;
разработка моделей и методов выбора и размещения комплекса аппаратных средств, из определенного их набора, а также типа ЛВС с учетом требований пользователя и ограничений окружающей среды;
разработка структуры и обобщенного алгоритма процесса конфигурирования ЛВС ПЭВМ, в соответствии с уточненными и формализованными, в процессе конфигурирования, требованиями пользователя и ограничениями окружающей среды;
разработка концепции и программная реализация инструментального средства конфигурирования ЛВС ПЭВМ.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ заключается в следующем:
- предложена методика решения задачи конфигурирования;
разработан диалоговый метод выбора и размещения аппаратных средств;
разработан метод выбора типа ЛВС ПЭВМ;
разработана структурно-функциональная модель процесса конфигурирования ЛВС ПЭВМ;
разработана аналитическая модель оценки эффективности ЛВС ПЭВМ;
определена концепция новой экспертной системы и разработано инструментальное средство конфигурирования ЛВС ПЭВМ.
структурно-функциональная модель процесса конфигурирования;
формальная модель решения задач выбора;
метод выбора типа ЛВС ПЭВМ определенной архитектуры;
аналитическая модель оценки эффективности функционирования ЛВС ПЭВМ;
- инструментальное средство конфигурирования;
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ состоит в том. что наряду с
указанными выше теоретическими разработками, ряд результатов работы имеет и прикладное значение. Так, на основе теории разработана инженерная методика конфигурирования ЛВС ПЭВМ. Разработано новое инструментальное средство конфигурирования ЛВС ПЭВМ, обеспечивающее комплексный и, что очень важно, практический подход к решению задачи конфигурирования ЛВС ПЭВМ. В конечном счете, это позволяет:
сократить сроки конфигурирования ЛВС ПЭВМ;
существенно уменьшить стоимость конфигурируемой сети;
получать исчерпывающую спецификацию КПАС конфигурируемой сети:
дать возможность пользователю участвовать без посредника в процессе конфигурирования ЛВС ПЭВМ;
- получать графическое отображение конфигурации сети. АППРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты работы, а также разработанное на их основе инструментальное средство используются в отделе АСУТП НИИ Технологии Машиностроения НПО "Техномаш", на малом предприятии "Электронные знания", на совместном предприятии "ЛОГОВАЗ", в Центре автоматизации научных исследований и метрологии (ЦАМ) АН МССР. в отделе системных и инструментальных средств КФ НПО им. Лавочкина С.А.. ВЦ Калугаприбор, и на кафедре Алгебры и
Информатики Калужского Государственного Технического Университета, что подтверждено актами о внедрении.
Отдельные результаты работы печатались в отраслевых научно-технических сборниках, использовались в технических отчетах, докладывались на научных семинарах и конференциях: Третий отраслевой семинар. Сквозное проектирование и изготовление изделий приборо - и машиностроения. "Принципы построения САПР ЛВС", (г. Москва, 1987г.). Отраслевая научно-техническая конференция молодых специалистов. Системное проектирование АСУ ГПС машино - и приборостроения, (г. Москва,1988г.): Конференция молодых специалистов. Распределенная обработка данных и локальные сети ЭВМ. "Проблема выбора конфигураций ЛВС", (г. Москва, 1989г.); Всероссийская научно-техническая конференция. Автоматизация исследования, проектирования и испытаний сложных технических систем и технологических процессов. "Экспертная система для решения задач выбора".(г. Калуга, 1994г). Российская научно-техническая конференция. Социально-экономические проблемы управления производством, создание прогрессивных технологий, конструкций и систем в условиях рынка. "Аналитическое моделирование локальных вычислительных сетей с методом доступа CSMA/CD". (г. Калуга, 1995г).
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, выпущено 5 научно-технических отчетов.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, 2-х приложений и списка литературы 105 наименований. Общий обьем работы 140 страниц, в том числе 129 страниц основного текста, включая 17 рисунков и 8 таблиц.